JPH0156160B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は伸線性及びゴムとの接着性特に耐水
接着性の優れたブラスめつき鋼線に関するもので
ある。 ブラスめつきを施した鋼線は、ゴムとの接着性
及び伸線性の優秀さから、直径0.15mm〜0.40mmの
細線に伸線され、このような細線を複数本撚り合
わせてタイヤの骨格を形成する所謂スチールコー
ド、或は高圧ゴムホースの補強用線、その他のゴ
ム、プラスチツク、コンクリート等の補強用材と
して近年大量に使用されて来ている。 この様なブラスめつき鋼線には、従来亜鉛成分
20〜35重量％、従つて、銅成分80〜65重量％（以
下％は総て重量％とする）の、即ち、高銅組成側
に属する、厚みが0.5〜2.0μのブラスを使用して
いるが、このブラスめつき鋼線をスチールコード
として使用したタイヤを、特に高温多湿地域、或
は凍結防止のため道路上に食塩や塩化カルシウム
等を散布する寒冷地域で使用する場合はブラスめ
つき鋼線の耐水、耐塩接着性が問題となつてい
る。 ところで、このブラスめつき鋼線の耐水接着性
を良くする為には、ブラス組成を低銅側（好まし
くは銅％60％以下）に設定すると良いと云うこと
は既に知られていたが、唯、低銅組成では、βブ
ラスが出現して来て、そのため伸線加工が極めて
困難になると云う事態を生じ、耐水接着性を生か
したくとも叙上の伸線困難の点で行詰つていた。 即ち、ブラス層中の銅％とβブラス率((ここで
はαブラスとβブラスとのＸ線回析強度ピークを
夫々I〓、I〓とすると、（I〓×100／I〓＋I〓）％をβ
ブ
ラス率と定義する))と伸線性との関係は第１図に
示すように、銅％が下がるとβブラス率が上が
り、その結果伸線性が落ちると云う関係にあつ
た。 そこでこの発明は、伸線加工が十分に、即ち、
引抜き時、断線の発生が少く、且つダイス摩耗が
少い状態でなされ、而し、例えばタイヤのスチー
ルコードに使用した場合、満足できる程度の、ゴ
ムとの接着性特に耐水接着性を得られる、伸線性
及びゴムとの接着性の優れたブラスつき鋼線を提
供するのをその目的とする。 今この発明の基になつた知見について述べる
と、第１図はCu％−βブラス率線図であり、第
１図中Ａ線は本来のブラス合金（なお合金めつき
ブラスも含む）のβブラス率を示すものである
が、Cu％＝62％程度以下の低Cu側において急激
にβブラス率の増加するのが認められる。 ここで、ブラスめつき鋼線のβブラス率はＸ線
回析装置（機種：理学電機製ミニフレツクス）を
用い、Co−Kd線を２次電圧30KV、電流10ｍＡ
で試料に照射し、スケールレンジ4000Cpsでのα
ブラス（111）とβブラス（110）とのＸ光線回析
ピーク高さを用いて下記のように定義した値であ
る。 記 ブラスめつき鋼線のβブラス率（％） ＝I〓×100／I〓＋I〓 上式にてI〓：βブラス（110）のＸ線回析ピー
ク高さ I〓：αブラス（111）のＸ線回析ピーク高さ 又第１図において曲線ａ，ｂ，ｃは何れも、鋼
線に銅めつき後、亜鉛めつきを行い、熱拡散処理
を温度を変へて行つたブラスめつき鋼線（但しブ
ラスの組成はＡ線を示すブラス合金と同じ）にお
けるβブラス率を示すもので、何れも加熱時間は
同じであつて、唯ａよりｂ、ｂよりｃの方が加熱
温度が高くなつているものである。 次に上掲の本来のブラス合金、及び熱拡散処理
法でめつきしたブラスめつき鋼線の伸線性を評価
するのに「断線」と云う現象を取上げることに
し、その「断線」に関する種類を分類して置くと (i) 細まり：伸線完了時の測定で鋼線径が直前の
ダイス径よりも1/100（mm）以上小さくなるこ
と。 (ii) 細まり断線：絞り切れ。 (iii) 摩耗断線：断線部の鋼線径がダイス径よりも
太目で断線した場合及び断線しないが摩耗のた
めダイスを交換した場合。 (iv) その他の断線：疵原因及びその他の原因によ
る場合。 であり、先づ「細まり断線」の点から見るのに先
だち、更に下記の用語の意味を明らかにして置く
と、 Γ細まり発生率……上記「細まり」発生の有無を
計10箇のボビン毎に調べ、10箇のボビン中５箇
あれば50％とするもの。 Γ細まり断線発生率……仕上素線ボビン単位に
「細まり断線」の発生の有無を計10箇のボビン
毎に調べ、10箇のボビン中５箇あれば50％とす
るもの。 であり、第２図イは、第１図中の曲線ｂの特性を
示す熱拡散処理法で作つたブラスめつき鋼線を伸
線したときの細まり発生率とCu％との関係を見
た線図であり、第２図ロは同じく曲線ｂの特性を
示す熱拡散処理法で作つたブラスめつき鋼線を伸
線したときの細まり断線発生率とCu％との関係
を見た線図で、何れも横軸Cu％の下の（ ）内
には第１図より読み取つたβブラス率を附したも
のである。 ところでこれらの線図を見ると、Cu％が62％
以下、即ち、βブラス率が略30％以上において
「細まり発生率」及び「細まり断線発生率」が何
れも急激に増加していることが明らかに看取でき
るる。 即ち、βブラスの現出が多くなると伸線し難い
と云う現象は既に知られているが、ダイス間での
素線の異常な細まり現象に着目すると、第３図に
示すように、βブラス率30％を境にして30％以上
で細まり発生率、細まり断線発生率が、又βブラ
ス率10％以上で総断線頻度比（βブラス率０の場
合の素線長10⁶ｍ当り総断線発生回数を1.0として
任意のβブラス率の場合のその指数を示すもの。）
が急激に増加しているのが明瞭に認められるの
で、βブラス率により伸線し難さを定量化できる
ことがわかる。 なお第３図は種々のCu％のCu−Zn2層めつき
に対し、種々の温度で熱拡散処理を行い、０〜
100％の範囲のβブラス率を現出させた線材を、
通常の湿式伸線を行つて、その場合の細まり発生
率、細まり断線発生率及び総断線頻度比とβブラ
ス率との関係を見た線図であるが、この線図を見
れば鋼線の表面に銅と亜鉛とのめつきを層状に別
個に行つた後、合金化したブラスのめつき層を作
るめつき方法によつて形成したブラスめつき鋼線
の伸線加工性はめつきの銅成分よりもβブラス率
で一義的に関係づけられること、即ち細まり発生
率と細まり断線発生率とはβブラス率が30％を越
えると急増すること、又総断線頻度比はβブラス
率が10％を超えると急増すると云う知見が得られ
る。 なお、又第３図においてＢ，Ｃ線間のギヤツプ
はその殆んどがダイス摩耗発生に起因する。又細
まり断線は通常16〜20枚のダイスの内、前半のダ
イスで発生するが、断線はロスタイムが非常に大
きく、全く発生させない様にすることが望まし
い。 種々実験の結果、ブラスめつき鋼線の伸線加工
性は本質的にはブラス自身の加工性に左右され、
各ダイス毎の落し率を16％とする通常の伸線条件
では、βブラス率が30％を超えると許容し難い伸
線トラブル、例えば断線とダイス摩耗等を生じる
ことが今回これ等の実験により明らかにされた。
蓋し潤滑剤の改良等で伸線条件を改善しても、大
体βブラス率30％を境にしてそれより以上の範囲
で伸線加工性が急激に劣化する現象は避けること
は困難である。 次に、タイヤコードを入れたゴムを加硫後高湿
潤雰囲気中で７日間放置し、約15時間大気中に保
管した後タイヤコードを引抜きその付着性をゴム
付着率（引抜後、ゴムで被覆されている部分の、
ゴムで被覆されておるべき部分に対するコード表
面積率％）で見ると、同様にCu％とは無関係に
βブラス率と一義的な関係があり、その状況は第
３図に示したようにβブラス率が10％以下になる
と急激に低下すると云う知見が得られた。 従来、Cu％が低い程ゴムとの接着性が良好で
あると、漠然と云われて来ていたが、発明者の行
つた実験により、ゴムとブラスめつき鋼線との耐
水接着性はめつき層のβブラス率と関係があり、
βブラス率10％を境として10％未満ではβブラス
率の低下と共にゴムに対する耐水接着性が急激に
低下し、βブラス率10％以上ではβブラス率の上
昇と共に耐水接着性が漸増することが明らかとな
つた。従つて銅と亜鉛との二元素のみの合金に関
する限りでは、ブラスはβブラス率を10〜30％の
範囲に選択することにより、伸線加工性において
はα固溶体単相のブラスに比して殆んど損色のな
いものが得られ、而も更にゴムとの優れた耐水接
着性を有するものが得られると云う知見を得た。 そこで、これらの知見に基づきこの発明に係
る、伸線性及びゴムとの耐水接着性の優れたブラ
スめつき鋼線が着想されるに至り、その構成を説
明すると、鋼線の表面に、銅と亜鉛とのめつきを
層状に別個に行つた後、合金化してブラスのめつ
き層を作るめつき方法によつて形成したブラスめ
つき層を有するブラスめつき鋼線であつて、更
に、αブラスとβブラスとのＸ線回析強度ピーク
を夫々I〓、I〓とし、（I〓×100／I〓＋I〓）％をβブ
ラ
ス率と定義した時、該βブラス率が10〜30％の範
囲にあることを特徴とするものである。 このブラスめつき鋼線は叙上のような構成を有
するから、タイヤのスチールコードに使用するた
め、直径0.15mm〜0.40mmの細線に伸線する時、
「細まり断線」（絞り切れ）の発生が殆んどなく、
「ダイス摩耗」も殆んどなく行え、而も伸線素線
を撚り合わせて作つたスチールコードをコムに埋
め込んで加硫したゴム板は苛酷な湿潤雰囲気中に
放置しても充分に高いゴム付着率80％を確保でき
る鋼線が得られ、高圧ゴムホースの補強用線、そ
の他ゴム、プラスチツク、コンクリート等の補強
用材として一層細く伸線する場も容易に冷間伸線
が行える。 実施例 直径0.90mmの線材をパーライト変態後、銅と亜
鉛とのめつきを層状に別個に行つた後、合金化し
てブラスのめつき層を作るめつき方法、例えば熱
拡散処理法で、ブラスめつき層を作る時、ブラス
の銅組成が銅65〜70％レベル、総めつき厚が1.5μ
と、選ぶβブラス率が０、10、15、30、50％にな
るように、直接通電加熱により鋼線温度を種々変
えて熱拡散処理を行い、メツキ層表面のZnO膜を
化学処理し、後該線材をダイス19枚で直径0.175
mmまで、又引抜線速1000ｍ／minで湿式伸線し、
この素線によつて１×３、＋９、＋15と順次撚り合
わせて加工し、最後に直径0.15mmの素線でラツピ
ング仕上げでタイヤコード〔コード構成３＋９＋
15（0.175φ）＋1.（0.15φ）〕を作つた。 このものにつき耐水接着性試験を行い、そのゴ
ム引抜力とゴム付着率を見ると、第１表に示す通
りとなつた。なお伸線前の線材のCu％、βブラ
ス率及び伸線での細まり断線発生率、総断線頻度
比は第１表中に示した通りであつた。 即ち、Cu％（65.1〜70.2％）でβブラス率が10
〜30％の範囲にあるこの発明に係る鋼線は細まり
断線発生率は1.5〜4.3％の間にあつて十分小さ
く、総断線頻度比も総て1.0〜1.8内にありゴム付
着率比は3.1以上であるのに、Cu％はこの発明鋼
線と同じである65〜69.7％のものでもβブラス率
が０〜２％の比較鋼線は伸線断線状況はこの発明
鋼線と同じでもゴム付着率比は1.00〜1.18と極端
に低いし、又βブラス率45.5〜49.7％の比較鋼線
はゴム付着率比は3.77〜3.85と極めて優れている
が、反面、総断線頻度比は3.9〜5.2と全く許容出
来ない水準となつている。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図はブラスの組成とβブラス率との関係及
び銅めつき後、亜鉛めつきを行ない、熱拡散温度
を変えてめつき層をブラス化したブラス鋼線のブ
ラス組成とβブラス率との関係を示す線図、第２
図イはブラスにおけるCu％及びβブラス率と細
まり発生率との関係をプロツトした線図、第２図
ロはブラスにおけるCu％及びβブラス率と細ま
り断線発生率との関係をプロツトした線図、第３
図は種々のCu％のものを総合して得られたβブ
ラス率と細まり発生率、細まり断線発生率、総断
線頻度比及び耐水接着性試験におけるゴム附着率
比との関係を示す線図を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼線の表面に、銅と亜鉛とのめつきを層状に
   別個に行つた後、合金化してブラスのめつき層を
   作るめつき方法によつて形成したブラスめつき層
   を有するブラスめつき鋼線であつて、βブラス率
   が10〜30％の範囲にあることを特徴とする、伸線
   性及びゴムとの接着性の優れたブラスめつき鋼
   線。